2009年4月A pr il 2009
文章编号:0254 5357(2009) 02 0197 02
岩 矿 测 试
ROCK AND M I N ERA L ANALY SIS V o. l 28, N o . 2
197~198
铝片还原-重铬酸钾滴定法测定硫铁矿中铁的改进
施先义, 廖静婷, 王世彬
(河池职业学院资源工程系, 广西河池 547000)
摘要:针对氯化亚锡-氯化汞-重铬酸钾法测定铁的含量时, 汞对环境有污染问题, 文章采用隔绝空气的方法用铝还原三价铁, 在盐酸介质中用重铬酸钾标准滴定溶液滴定二价铁。方法精密度(RSD, n =5) 低于1%, 用于硫铁矿中铁的测定, 结果可靠。关键词:铝片还原; 重铬酸钾滴定法; 铁; 硫铁矿中图分类号:O 655. 23; O614. 811 文献标识码:B
Improve m ent on the m ethod for Deter m ination of Iron i n Pyrites by Potassi u m D ichro m ate T itrim etry w ith A l u m i niu m Tablet R educti on
SH I X ian y i , LI AO J ing ting, WANG Shi bin
(Depart men t o f Reso urce s and E ng ineer i n g , Hech i Voca ti o na l Co llege , Hechi 547000, Ch ina)
Abstrac t :In v iew o f the env iron m ental po ll uti on from m ercu ry i n deter m i nati on o f i ron by means o f stannous chlor i de m ercury ch l or i de po tassi u m d i chrom ate titra tion , a new m ethod w ithout use o fm ercury reagen t i s proposed i n th i s pape r . By cutti ng o ff a ir , al um ini um tablet is used to reduce ferric to ferrous and then ferrous is dete r m ined by potass i u m d ichrom ate titr i m etry . T he me t hod is re li able w ith prec i sion o f 0. 61%R SD (n =5) and su itab l e for the deter m ina ti on o f iron i n pyr ites . K ey word s :a l u m i n i u m tab let reducti on ; po tassiu m dichro m ate titri m e try ; iron ; py rite
采用氯化亚锡-氯化汞-重铬酸钾法测定铁的含量, 准确度高, 但H g( ) 和C r( ) 均是有毒物质, 对环境造成污染。近年来研究各种不用汞盐或无铬法测定铁的方法较多, 文献[1]介绍的无汞盐重铬酸钾滴定法较有代表性。用抗坏血酸[2]、氯化亚锡[3-5]作滴定剂直接测定铁的主要缺点是滴定剂浓度不够稳定; 用次亚磷酸钠
[6]
矿厂尾矿选硫铁矿精矿中铁含量的测定, 结果满意。
1 实验部分
1. 1 主要试剂
重铬酸钾标准滴定溶液[c (
1
K C r O ) =0. 1m ol/L]:6227
、硼氢化钾
[7]
、抗坏
血酸[8]、硫酸肼[9]、亚硫酸钠[10]作还原剂, 除去过量的还原剂后直接测定铁; 用传统的氯化亚锡还原测定铁, 过量的氯化亚锡不用H g( ) 除去, 而用碘酸钾[11]消除; 铝片还原法测定铁[12-14]。这些方法大多数是将Fe( ) 还原为F e( ), 然后在强酸条件下用重铬酸钾标准滴定溶液或硫酸铈标准滴
定溶液滴定。若用硫酸铈标准滴定溶液滴定可以同时消除Hg ( ) 和C r( ) 对环境的影响; 但由于铈盐价格昂贵而没有得到推广。文献[12-14]介绍用铝片还原法, 都提到Fe ( ) 在盐酸介质中极易被空气氧化, 采用快速操作、加塞或用硫-磷混合酸溶解样品等方法解决。
本文在盐酸介质中, 通入二氧化碳以隔绝空气, 用金属铝片将Fe( ) 还原为Fe( ), 即可解决铝片还原法存在的问题, 以重铬酸钾标准滴定溶液滴定Fe( ), 可以消除Hg( ) 对环境的污染。方法容易掌握, 准确性和重现性均较好, 用于铅锌选
称取10g 已在120 烘箱中干燥至恒重的基准重铬酸钾, 溶
于水, 移入2000mL 容量瓶中, 用水稀释至刻度。
3+
铁标准溶液[c (F e ) =0. 1mo l/L]:称取8g 基准试剂
三氧化二铁, 用盐酸溶解完全后, 定容于1000mL 容量瓶中。
硫-磷混合酸:将150mL H 2S O 4缓慢加入500mL 水中, 冷却后加入150mL H 3PO 4, 用水稀释至1000mL 。二苯胺磺酸钠溶液(50g /L, 指示剂) 。
所用试剂除注明外均为分析纯, 水为蒸馏水。1. 2 实验方法
吸取20. 00mL 铁标准溶液于锥形瓶中, 加入一小片金属铝片(用量约为理论用量的20倍), 通入二氧化碳, 充分摇动至溶液黄色褪去, 并且过量的铝片溶解完全, 溶液变为无色, 加入10mL 硫-磷混合酸, 加5滴二苯胺磺酸钠指示剂, 用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至紫红色为终点。
收稿日期:2008 09 28; 修订日期:2008 12 21
作者简介:施先义(1957-), 男, 广西贵港市人, 副教授, 分析化学专业。E ma i :l sxy998003@163. co m 。
第2期
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2009年
2 结果与讨论
2. 1 空气的影响
实验在常温下进行, 结果表明, 通入二氧化碳以隔绝空气用金属铝片F e( ) 还原与在空气中用金属铝片还原F e ( ), 两种方法操作适当, 得到的结果是一致的。为了保证还原F e( ) 完全, 必须加过量的铝片, 过量的铝片必须用酸除去。在铝片完全除去之前, 即使有少量Fe( ) 又被空气氧化为F e( ), 但F e( ) 还是被过量的金属铝还原为F e( ) 。为了得到准确的结果, 如果是采用在空气中还原的方法, 则金属铝刚好溶解完全时, 必须尽快进行滴定; 否则由于空气的影响, 结果偏低且不稳定。如果是在近沸腾温度下进行还原, 空气的影响是比较大的, 操作不易掌握。因此, 为了使残余铝充分溶解完全, 本法采用通入二氧化碳以隔绝空气的方法进行充分溶解。二氧化碳的来源可以采用较简便的方法, 在锥形瓶中加入石灰石、盐酸, 产生的二氧化碳直接通入反应瓶中即可。2. 2 酸度的影响
用金属铝片还原F e( ) 是在酸性条件下进行的。过量的金属铝必须用酸除去, 因此在滴定之前的操作必须保证溶液为酸性。在滴定时加入硫-磷混合酸主要是保证溶液的酸度, H 3PO 4与F e( ) 生成无色的[F e(HPO 4) 2]-, 消除Fe( ) (黄色) 的影响, 同时降低溶液中F e( ) 的浓度, 从而降低F e( ) /F e( ) 的电极电位, 增大化学计量点的电位突跃, 有利于避免指示剂引起的终点误差。2. 3 还原温度的影响
实验表明, 金属铝片在近沸腾温度下进行还原, 速度较快, 一般需要几分钟; 在常温下还原速度较慢, 一般需要15~40m in , 除去过量的残余铝进行得较慢。还原温度高低对结果无影响。本法是在通入二氧化碳的条件下用金属铝片还原F e( ) 至黄色褪去, 再继续反应至残余铝完全溶解, 以溶液变成无色为准。2. 4 金属铝用量的影响
实验表明, 金属铝片反应后被氧化为A l( ), 对测定结果并无影响; 而铝具有还原性, 可以与重铬酸钾反应。为保证将F e( ) 完全还原为F e( ), 必须加入过量的铝片, 过量的残余铝能使溶液呈灰色, 与盐酸反应可除去, 即溶液由灰色变为无色, 否则结果偏高且不稳定。2. 5 精密度和准确度
取5份铁标准溶液进行测定, 用本法测得平均值为c (Fe 3+) =0. 09029m o l/L,相对标准偏差为0. 36%, 与经典的氯化亚锡-氯化汞-重铬酸钾法2. 6 共存离子的影响
在选定的实验条件下, 大多数常见离子不干扰铁的测定; 但矿样中含有砷、锑等容易生成变价的元素存在及NO 3-影响测定结果。
[15]
3 实际样品测定
准确称取铅锌选矿厂尾矿选硫铁矿精矿样品0. 2g 于烧杯中, 加入10mL 浓H C, l 在低温电炉上加热5m i n , 再加入15mL HNO 3, 继续加热至样品溶解完全, 并反复加入浓HC l 低温挥发除去HNO 3。加30mL =50%(体积分数) 的H 2S O 4, 高温加热蒸发至冒浓厚三氧化硫白烟5m i n , 将HNO 3彻底除去, 取下冷却。加适量水及少量HC , l 以下同1. 2节实验方法。测定结果(n =4) 为:1号样经典法[12](氯化亚锡还原) w F e =44. 24%, 本法w Fe =44. 48%(RSD 为0. 31%); 2号样经典法[12]w F e =45. 28%, 本法w F e =45. 33%(RSD 为0. 61%) 。
4 结语
(1) 铝片还原-重铬酸钾滴定法测定硫铁矿中铁的含量, 在盐酸介质中采用通入二氧化碳以隔绝空气的方法避免空气氧化F e( ) , 过量的残余铝与盐酸反应除去。如果铝片反应完全后, 而F e( ) (黄色) 还原不完全, 则需补加一次铝片。方法操作简单, 容易掌握。
(2) 样品含有砷、锑, 可在溶样后加氢溴酸挥发除去。(3) 样品成分较复杂时, 可采用酸溶解样品, 用氨水分离铁, 然后再进行测定。
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测得结果一致。